Tipos de Neuronas

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MUNICIPALIDAD DE PROVIDENCIA
LICEO JOSE V. LASTARRIA
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
CÉLULAS NERVIOSAS
El sistema nervioso está constituido por dos grandes tipos de células: las neuronas y las células gliales. Las neuronas cumplen
la función de recibir e integrar información y de enviar señales a otros tipos de células excitables, neuronas y células
musculares, a través de contactos sinápticos.
El encéfalo humano contiene alrededor de 100.000 millones de neuronas que se interconectan en sistemas que producen
nuestra percepción del mundo externo, centran nuestra atención y controlan la maquinaria de la acción. La diversidad de las
formas y tamaño de las neuronas es probablemente mayor que la de cualquier otro tipo de células de nuestro organismo.
La forma de las neuronas
Hagamos una comparación respecto a la forma de las células y, para ello, veamos más de cerca una célula del hígado: posee
todas las características morfológicas de lo que podríamos llamar una célula animal típica, como son su núcleo, citoplasma,
membrana externa y un conjunto de pequeños organelos en su citoplasma, (mitocondrias, lisosomas, retículo endoplásmico
entre otros). Si nuestro interés es comparar la estructura de una célula hepática con la de una neurona, lo primero que salta a
la vista es, que mientras que un hepatocito (o célula hepática) es muy parecido, por no decir idéntico, a cualquier otro, cuando
observamos las neuronas encontramos una enorme diversidad de formas. Mientras que todos los hepatocitos son más o
menos esféricos y prácticamente iguales entre sí, las neuronas poseen múltiples ramificaciones que parten de una zona
central, que tampoco es igual entre los distintos tipos de neuronas. Esa zona más voluminosa, llamada cuerpo o soma, puede
tener forma de pera, esférica o ligeramente alargada, y varía muchísimo en su tamaño.
Tipos de Neuronas
Las variaciones en la forma de las neuronas son verdaderamente sorprendentes cuando, más que el soma, observamos sus
prolongaciones. Las neuronas receptoras y las neuronas motoras tienen una larga prolongación que les permite llevar la
información que reciben hacia el cerebro —en el caso de las receptoras— o desde el cerebro hacia la periferia —en el caso de
las motoras—.
Esta prolongación, que es muy delgada en comparación con el soma de la neurona, existe también en cada una de las
neuronas que están localizadas en el interior mismo del cerebro, sólo que en este caso lleva información a otras neuronas
dentro del mismo tejido cerebral. El nombre de esta prolongación es axón. Además del axón, que arranca desde un solo sitio
del soma, pero que puede después ramificarse profusamente, existen en las neuronas muchas otras prolongaciones que
parten también del soma, son casi siempre muy numerosas desde su origen mismo, y se ramifican casi inmediatamente. Estas
prolongaciones constituyen la parte receptora de información de la célula y reciben el nombre de dendritas.
¿Qué tan grande es una neurona?
Según el tipo de neurona de que se trate su soma puede medir tanto como medio milímetro o tan poco como menos de 2
milésimas de milímetro.
Sin embargo, la longitud de las prolongaciones, especialmente la del axón, puede ser sorprendentemente grande. Por ejemplo,
pensemos en los axones de las neuronas que llevan la información de la piel del pie hasta la médula espinal. Es claro que
estos axones miden muchos centímetros de longitud, al igual que los de las neuronas motoras que hacen que los músculos se
contraigan. En el caso de ciertas especies animales grandes, como la jirafa, un axón puede medir hasta dos o más metros de
largo. Sin embargo, los axones de las neuronas del interior del cerebro tienen axones muy cortos, pues van a comunicarse con
otras neuronas que se encuentran muy cerca, en el mismo interior del cerebro. La otra dimensión, el grosor de los axones, si
es muy pequeña, pues su diámetro raramente sobrepasa 3 o 4 milésimas de milímetro. La longitud de las dendritas,
finalmente, es de sólo fracciones de milímetro en la gran mayoría de las neuronas.
La forma de las neuronas es extraordinariamente variada, como puede apreciarse claramente en los ejemplos que se
muestran en la figura
A: bipolar (retina) B: unipolar (gánglio espinal) C: solo dendritas (amacrinas) D: Multipolares (médula espinal) E: Piramidales
(cerebro) F: en Cesto (cerebelo) G: Purkinje (cerebelo) H: grano (cerebelo)
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Neurona Típica
De lo dicho hasta este momento podemos concluir que no
existe una neurona típica, pues ¿cuál tomar como modelo? La
neurona típica es un recurso para una mejor comprensión del
tema. Todas tienen una porción receptora de señales, formada
por las dendritas, sumamente ramificadas, y cuya acción es
centrípeta(ingreso de impulsos a la neurona); un soma o
cuerpo —en donde se encuentra el núcleo y la maquinaria
química para fabricar proteínas y otras moléculas, y además es
la porción encargada de manejar e integrar la información— , y
una porción emisora de la información recibida, constituida por
el axón, el cual también suele emitir una rama colateral que
amplia aun más las acciones centrífugas(de salida) Finalmente,
el axón se ramifica a modo de una arborización terminal
llamada telodendrón, el que también se presenta el la rama
colateral, cuando existe. Sin embargo, estas tres bien
diferenciadas porciones de cada neurona son sumamente
variables en forma, en tamaño y modo de ramificarse, de tal
manera que aparte de la definición general que acabamos de
hacer es prácticamente imposible hablar de una morfología
general de las neuronas.
Las neuronas tienen el rol principal, pero la neuroglia
trabaja tras bambalinas
Durante el Siglo XX, los neurólogos desarrollaron una historia
teniendo como personajes principales a las células nerviosas, o
neuronas. Las neuronas se conectan entre sí en redes
complicadas, enviando señales de un lado a otro a través de
una ingeniosa combinación de química y electricidad. Cualquier neurona recibe miles de mensajes de sus vecinas y después
decide si enviar o no su propio mensaje.
Mientras que las neuronas son las actrices principales del drama de la actividad cerebral, éstas se ven superadas en número
por las “tramoyistas del cerebro”, conocidas como células de la neuroglia. Estas células son una base de soporte estructural,
obtiene nutrientes desde los capilares sanguíneos para proporcionarlos a las neuronas y, si no, esperan y observan mientras
las neuronas se comunican entre sí. Se calcula que en el sistema nerviosos central (SNC) hay 10 células neurogliales para
cada neurona, pero debido al menor tamaño ocupan más o menos la mitad del volumen del tejido.
La neuroglía agrupa a por lo menos cuatro familias principales de células (los astrocitos, la oligodendroglia la microglia y las
células ependimarias), y es la encargada de "sostener" a las neuronas, no sólo desde el punto de vista estructural, sino
también metabólico, endocrino e inmunológico. Las sustancias metabólicamente activas, iones, hormonas, drogas o restos del
metabolismo no se acumulan en este espacio extracelular, porque la glía se encarga de procesar estos productos.
Astrocitos Son abundantes se caracteriza por la riqueza y dimensiones de sus prolongaciones citoplasmáticas que se dirigen
en todas direcciones. Los astrocitos poseen núcleos esféricos y centrales. Los astrocitos son los principales elementos de
sostén, pero también tiene otras funciones. Se sabe que las cicatrices que se forman después de las lesiones del SNC resultan
de la proliferación de los astrocitos. Algunos astrocitos emiten prolongaciones que envuelven los vasos sanguíneos (pies
gliales) casi completamente. De esta manera, una sustancia que se quiera introducir al sistema nervioso tendrá que atravesar
no sólo la barrera capilar (formada por las células endoteliales) sino también la membrana astrocitaria.
Oligodendrocitos Son menores que los astrocitos presentan escasas y cortas prolongaciones protoplasmáticas, su principal
función es aportar una sustancia grasa presente el sistema nervioso central llamada mielina. Un proceso equivalente es
realizado por un tipo particular de oligodendrocito llamadas células de Schwann que se encarga de cubrir de mielina las
prolongaciones de las neuronas que dan origen a los nervios periféricos. Los siguientes dibujos entregan pistas para una mejor
comprensión de este proceso
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Un tipo de oligodendricito son células satélites, forman una verdadera "simbiosis " con las neuronas. Estudios han demostrado
que existe una interdependencia entre la actividad de estas células y la actividad neuronal. Siempre que un estímulo a
determinada neurona provoca alteración química en sus componentes, se observa también modificaciones químicas en las
células satélites. Las neuronas solo sobreviven en cultivo de tejidos de laboratorio cuando están acompañadas por células
satélites.
Microglia Las células de la microglia presentan prolongaciones cortas cubiertas por numerosas y pequeñas espinas, lo que los
confiere un aspecto espinoso. Se encuentran en la sustancia blanca y gris. Su función está relacionada con la protección
inmunológica del tejido nervioso.
Células ependimarias Las células ependimarias revisten las cavidades en encéfalo y la médula y están en contacto inmediato
con el líquido cefalorraquídeo. Muchas dan origen a prolongaciones largas que se sitúan en el interior del tejido nervioso.
Algunas tiene cilios hacia el interior del conducto por donde circula este líquido cefalorraquídeo colaborando con su
desplazamiento, procesos de absorción y de secreción.
"Las células de la neuroglia se encuentran entre las células más misteriosas del cerebro", afirma la neurobióloga Fiona
Doetsch de la Universidad de Harvard, quien junto a sus colaboradores han demostrado recientemente que algunas células de
la neuroglia pueden transformarse en neuronas. Previamente, los científicos habían encontrado depósitos de "células
troncales" en el cerebro que podían cambiar de identidad. Y ahora se ha revelado que esas células troncales son neuroglia.
Algunos investigadores se han dedicado a estudiar el cerebro joven en desarrollo, dónde las células "radiales" de la neuroglia
proyectan (o radian) largas ramificaciones que sirven como vías de ferrocarril para guiar a las neuronas recién nacidas hacia
su ubicación adecuada en el cerebro. Resulta que las células madre de las neuronas recién nacidas son las células radiales de
la neuroglia.
En el cerebro adulto no se encuentran células radiales de la neuroglia, pero eso se debe a que maduran en astrocitos. Se ha
demostrado que los astrocitos también pueden convertirse en neuronas en por lo menos dos regiones del cerebro. No hay
evidencia de que los astrocitos tengan esta capacidad en todo el cerebro, pero si la mayoría o todos los astrocitos pueden
convertirse en neuronas, entonces surgen nuevas estrategias para tratar afecciones cerebrales ocasionadas por la muerte de
las neuronas, como la enfermedad de Alzheimer. "Sólo hemos descubierto una de sus funciones originales, que es la de
convertirse en nuevas neuronas" dijo ella; "Esto es sólo nos indica cuánto más hay que descubrir sobre su función en otras
partes del cerebro".
Otra reciente investigación ha revelado nuevas funciones de los astrocitos. Algunos astrocitos enrollan sus ramificaciones
alrededor de las áreas de comunicación, o sinapsis, dónde las señales químicas(los llamados neurotransmisores) nadan de
una neurona a otra. El mismo astrocito puede tener una ramificación alrededor de una sinapsis y otra ramificación alrededor de
una segunda neurona, uniendo así a las neuronas.
Un astrocito puede comunicarse con astrocitos vecinos, mediante sustancias químicas o partículas eléctricas que viajan a
través de los túbulos que van de una célula a otra por los llamados espacios de conexión (conexones)
Resulta que las sustancias químicas liberadas por una neurona pueden inducir cambios químicos dentro de un astrocito. Ese
astrocito puede entonces enviar una señal a otros astrocitos para que también cambien. Posteriormente, un astrocito excitado
puede señalarle a una neurona cercana, tal vez demorar su tendencia a enviar otra señal. De esta manera, la señale enviada
por una neurona puede alterar los mensajes enviados por una segunda, una neurona más alejada, debido a la influencia de los
astrocitos.
"El envío de señales entre los astrocitos podría ser la base del sendero de comunicación de gran alcance del sistema
nervioso", escribe Philip Haydon de la Universidad Estatal de Iowa.
Hasta ahora, dicho envío de señales de los astrocitos sólo ha sido detectado en algunas partes del cerebro, pero el proceso
puede estar más extendido. Si así sucede, esto proporciona un nivel de interacción cerebral completamente nuevo para tratar
de deducir cómo se comunican las diferentes partes del cerebro.
Los rápidos mensajes enviados por las neuronas serían alterados sutilmente por las señales que se desplazan lentamente
entre los astrocitos. Los científicos todavía están estudiando los detalles químicos de la señalización de los astrocitos.
Las señales de largo alcance podrían usar una estrategia diferente a la usada por las señales de corto alcance. Pero en
cualquier caso, pudiera ser que la comunicación entre los astrocitos sea el método mediante el cual el cerebro coordina la
acción de los diferentes grupos de neuronas, sugiere el Dr. Haydon
Desde su punto de vista, la sinapsis no debe ser considerada únicamente como el enlace entre dos neuronas, sino como una
conexión de comunicación "tripartita" - la neurona emisora, la neurona receptora y el astrocito que escucha de manera furtiva.
"Este es el momento de volver a analizar nuestros conocimientos sobre el diagrama de conexión eléctrica del sistema
nervioso", escribe él.
El papel de la neuroglia en el sistema de conexión eléctrica del cerebro puede ayudar a explicar la capacidad mental del ser
humano comparándola con la de otros animales. En los gusanos primitivos, las neuronas exceden en número a la neuroglia en
una proporción de 5 neuronas por 1 neuroglia (5:1), pero en los humanos y otros primates, la neuroglia supera a las neuronas
en una proporción de 1 neurona a 10 neuroglia (1:10)
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TRABAJO PERSONAL
1. ¿Cuál es la función que cumplen las neuronas?
2. ¿Qué diferencia fundamental se puede establecer entre las células que forman al tejido hepático, comparado con las
células que constituyen al tejido nervioso?
3. ¿Cómo se diferencia en una neurona los que es axón de lo que es dendrita?
4. Respecto a las dimensiones de las neuronas relacione los tamaños comparativos del soma, axones y dendritas
5. Represente una neurona motora de médula espinal señalando el nombre de sus componentes
6. ¿Cómo y para qué se comunican las neuronas? ¿Cuáles dos tipos de mecanismos se combinan para generar la señal
nerviosa?
7. Señale la relación numérica entre neuronas y neuroglias. Explique el volumen que corresponde a las neuroglias en el
cerebro
8. ¿Cuáles son los tipos principales de neuroglias?
9. ¿Qué tipos de sustento aportan las neuroglias a las neuronas?
10. Reconozca tres funciones de los astrocitos Explique la importancia de los oligodendrocitos en la mielinización del
tejido nerviosos
11. ¿Qué fundamento permite explicar la incapacidad de las neuronas de sobrevivir en cultivo en ausencia de células
satélites?
12. ¿Cuál es la importancia de la microglia en el tejido nervioso?
13. ¿Qué relación existe entre células ependimarias y líquido cefalorraquídeo?
14. ¿Qué importancia tienen las células radiales en la formación del cerebro?
15. ¿Por qué hay esperanza en que los astrocitos puedan ser la solución para alteraciones relacionadas con muerte
neuronal?
16. ¿Cómo podría un astrocito modular o graduar las señales de una neurona?
17. ¿Cómo se diferencian las señales emitidas por las neuronas, de las señales emitidas por las neuroglias?
18. ¿Qué células serian claves en el proceso de coordinación entre diferentes grupos neuronales del cerebro?
19. ¿Cuáles serían los participantes en la comunicación sináptica entre dos
neuronas?
20. ¿Qué evidencia permite sugerir que las neuroglias tienen un papel
importante en la mayor capacidad mental del ser humano, comparado
con otros organismos animales?
21. El dibujo representa una célula de la neuroglia, específicamente un
astrocito. Al analizar este material gráfico podemos descubrir tres
funciones que se atribuyen a estas células de nuestro cerebro ¿Cuáles
son esas funciones?
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